水電站直流電源系統(tǒng)接地故障的處理與技巧分析

　　一、 前言

　　辰溪大洑潭水電站位于湖南省辰溪縣境內(nèi)、沅水干流中流，是沅水河的第八個梯級電站。電站裝機容量為5×40MW，屬大型水力發(fā)電站。面前電站五臺燈泡貫流式機組均已投產(chǎn)發(fā)電。由于電站屬河床式電站，閘門的可靠調(diào)度及電站機組的穩(wěn)定運行是電站的工作重點問題，因此電站的電源穩(wěn)定將是關鍵因素，而直流系統(tǒng)在水電站中承擔的負荷極為重要,它提供為確保全廠繼電保護、計算機監(jiān)控、電氣控制、二次信號、事故照明、交流不間斷電源等的不間斷供電，上述系統(tǒng)要求對供電的可靠性很高。因此直流系統(tǒng)的可靠性是保障電站安全運行的關鍵條件之一。

　　二、 直流系統(tǒng)故障接地的分析

　　大洑潭水電站直流系統(tǒng)安裝完成投運后，經(jīng)過一段時間的運行后出現(xiàn)了直流系統(tǒng)故障接地報警，但未出現(xiàn)接地故障斷電退出運行的現(xiàn)象，經(jīng)過現(xiàn)場對直流系統(tǒng)的蓄電池、一次回路、二次控制回路等的檢查未發(fā)現(xiàn)有接地現(xiàn)象。

　　由于直流系統(tǒng)在電站分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長。所以，特別是在仍再建水電站的很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。因此在分析直流接地的原因有如下幾個方面：1、二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴重老化?；虼嬖谀承p傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等;2、二次回路及設備嚴重污穢和受潮、接地盒進水，使直流對地絕緣嚴重下降;3、小動物爬入或小金屬物件掉落搭接在元件上造成直流電源系統(tǒng)接地故障，另外老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路導致接地故障;4、在安裝施工過程中某些元件的線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上從而引起故障。

　　大洑潭水電站直流電源系統(tǒng)通過上述分析的原因進行排查，排除了由于設備本身質(zhì)量發(fā)生個故障的原因，最后判斷由于電站面前仍然處在建設工程中，蓄電池室由于土建在施工過程中存在室外雨水進入，電池工作環(huán)境下降導致受潮影響，采取適當措施后故障消失。

　　三、直流系統(tǒng)接地故障的危害

　　通常在直流電源的接地故障中，兩點接地是危害較大的，由此可能造成嚴重后果。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地故障，便可能構(gòu)成接地短路，造成繼電保護、自動裝置誤動或拒動，二次信號異常，或造成直流電源動作消失，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。在復雜的保護回路中同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作于跳閘、致使斷路器越級跳閘的發(fā)生。

　　1、直流正極接地，有使保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘線圈、繼電器線圈正常與負極電源接通，若這些回路再發(fā)生一直接地，就可能引起誤動作。并且兩點接地還可能造成誤合閘，誤報動作信號。

　　2、直流負極接地，有使保護自動裝置拒絕動作的可能。因為，跳、合閘線圈、保護繼電器會在這些回路再有一點接地時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，保險熔斷會失去保護及操作電源。

　　三、直流系統(tǒng)接地故障的處理方法和技巧

　　查找直流接地故障的一般順序和方法

　　1、分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因;

　　2、若站內(nèi)二次回路有工作，或有設備檢修試驗，應立即停止。拉開其工作電源，看信號是否消除;

　　3、用分網(wǎng)法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾個不相聯(lián)系的部分。注意：不能使保護失去電源，操作電源盡量用蓄電池帶;

　　4、對于不太重要的直流負荷及不能轉(zhuǎn)移的分路，利用“瞬時停電”的方法，查該分路中所帶回路有無接地故障;

　　5、對于重要的直流負荷，用轉(zhuǎn)移負荷法，查該分路而帶回路有無接地故障。查找直流系統(tǒng)接地故障，后隨時與調(diào)度聯(lián)系，并由二人及以上配合進行，其中一人操作，一人監(jiān)護并監(jiān)視表計指示及信號的變化。利用瞬時停電的方法選擇直流接地時，應按照下列順序進行;

　?、?斷開現(xiàn)場臨時工作電源;② 斷合事故照明回路;③ 斷合同信電源;④ 斷合附屬設備;⑤ 斷合充電回路;⑥ 斷合合閘回路;⑦ 斷合信號回路;⑧ 斷合操作回路;⑨ 斷合蓄電池回路。

　　在進行上述各項檢查選擇后仍未查出故障點，則應考慮同極性兩點接地。當發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的應先解環(huán)，再進一步采用取保險及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除;

　　直流接地故障發(fā)生排查同時注意某些技巧

　　1、查找必須及時。由于運行環(huán)境及氣候的變化都可能導致直流系統(tǒng)其工作不穩(wěn)定，或者造成故障的直接發(fā)生，因此，如果發(fā)生故障即應立即進行排查。

　　2、定期進行巡檢。主要是利用精度較高的檢查裝置對直流回路進行檢查，記錄絕緣較差部位的回路，并在條件較為惡劣的情況下復查情況，做到重點部位重點檢測。

　　3、按序查找。故障發(fā)生后，可先按：信號回路，照明回路，操作回路，控制回路，再保護回路進行。同時又要結(jié)合前面提及的絕緣情況較差的部位和回路優(yōu)先排查。

　　四、 查找接地故障時的注意事項

　　1、瞬停直流電源時，應經(jīng)調(diào)度同意，時間不應超過3秒鐘，動作應迅速，防止失去保護電源及帶有重合閘電源的時間過長;

　　2、為防止誤判斷，觀察接地現(xiàn)象是否消失時，應從信號、光字牌和絕緣監(jiān)察表計指示情況綜合判斷;

　　3、盡量避免在高峰負荷時進行;

　　4、防止人為造成短路或另一點接地，導致誤跳閘;

　　5、按符合實際的圖紙進行，防止拆錯端子線頭，防止恢復接線時遺留或接錯;所拆線頭應做好記錄和標記;

　　6、使用儀表檢查時，表計內(nèi)阻應不低于2000歐/伏;

　　7、查找故障，必須二人及以上進行，防止人身觸電，做好安全監(jiān)護;

　　8、防止保護誤動作，必要時在順斷操作電源前，解除可能誤動的保護，操作電源正常后再投入保護。

　　五、結(jié)論

　　在各類電站就發(fā)電廠直流系統(tǒng)中，如發(fā)生直流接地系統(tǒng)故障發(fā)出報警時，應當用先進的檢測設備和平時運行中積累的經(jīng)驗對問題進行具體分析，適當應用直流系統(tǒng)接地排查的一些方法和技巧，就能迅速查明接地的原因，排查故障，確保電站的安全穩(wěn)定運行。